細(xì)胞生物學(xué)_10真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸結(jié)果

1、第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸一、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號一、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號信號假說信號假說 分泌性蛋白分泌性蛋白N N端序列作為信號肽，指導(dǎo)分泌性蛋白到端序列作為信號肽，指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，然后在信號肽引導(dǎo)下蛋白質(zhì)邊合成邊內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，然后在信號肽引導(dǎo)下蛋白質(zhì)邊合成邊通過易位子蛋白復(fù)合體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，在蛋白質(zhì)合成結(jié)通過易位子蛋白復(fù)合體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，在蛋白質(zhì)合成結(jié)束前信號肽被切除。束前信號肽被切除。 信號肽位于蛋白質(zhì)的信號肽位于蛋白質(zhì)的N N端，一般有端，一般有16-2616-26個(gè)氨基酸裂個(gè)氨基酸裂基，其中包括疏水核心區(qū)、信號肽

2、的基，其中包括疏水核心區(qū)、信號肽的C C端和端和N N端端3 3部分。部分。信號肽的一級序列信號肽的一級序列信號肽一級序列由疏水核心（信號肽一級序列由疏水核心（h h）、）、C C端（端（c c）和）和N N端（端（n n）三個(gè)區(qū)域構(gòu)成。以血清白蛋白和三個(gè)區(qū)域構(gòu)成。以血清白蛋白和HIV-1HIV-1型病毒的糖蛋白型病毒的糖蛋白gp160gp160信號肽為例，顯示出兩者的信號肽為例，顯示出兩者的n n區(qū)長度明顯不同。區(qū)長度明顯不同。蛋白質(zhì)分選信號蛋白質(zhì)分選信號 細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于兩個(gè)方面：夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定

3、的細(xì)胞器取決于兩個(gè)方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號序列，其二是細(xì)其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號序列，其二是細(xì)胞器上具特定的信號識別裝置。胞器上具特定的信號識別裝置。 信號肽信號肽信號識別顆粒（信號識別顆粒（SRPSRP）信號識別信號識別顆粒受體（停泊蛋白，顆粒受體（停泊蛋白，DPDP）細(xì)胞類至少存在兩類蛋白質(zhì)分選的信號：細(xì)胞類至少存在兩類蛋白質(zhì)分選的信號：信號序列：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)上的線性序列，通常信號序列：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)上的線性序列，通常15-15-6060個(gè)氨基酸殘基，有些信號序列在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移個(gè)氨基酸殘基，有些信號序列在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后被信號肽酶切除。后被信號肽酶切除

4、。信號斑：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信信號斑：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。號。每一種信號序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向。每一種信號序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向。 目前對于信號斑了解較少，主要是因?yàn)樗嬖谟趶?fù)雜目前對于信號斑了解較少，主要是因?yàn)樗嬖谟趶?fù)雜的三維結(jié)構(gòu)中，很難將其分離出來研究。的三維結(jié)構(gòu)中，很難將其分離出來研究。分泌性蛋白的合成與其跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)分泌性蛋白的合成與其跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)基質(zhì)中核糖體基質(zhì)中核糖體半合成粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體或質(zhì)膜或胞

5、外半合成粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體或質(zhì)膜或胞外全合成轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞器全合成轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞器二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑分泌蛋白的成熟過程分泌蛋白的成熟過程蛋白質(zhì)的分選運(yùn)輸途徑主要有四類：蛋白質(zhì)的分選運(yùn)輸途徑主要有四類：門控運(yùn)輸：如核孔可以選擇性的主動(dòng)運(yùn)輸大分子物質(zhì)和門控運(yùn)輸：如核孔可以選擇性的主動(dòng)運(yùn)輸大分子物質(zhì)和RNPRNP復(fù)合體，并且允許小分子物質(zhì)自由進(jìn)出細(xì)胞核。復(fù)合體，并且允許小分子物質(zhì)自由進(jìn)出細(xì)胞核?？缒み\(yùn)輸：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進(jìn)入目的地。如細(xì)胞質(zhì)基跨膜運(yùn)輸：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進(jìn)入目的地。如細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋

6、白質(zhì)在信號序列的引導(dǎo)下，通過線粒體上的轉(zhuǎn)質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)在信號序列的引導(dǎo)下，通過線粒體上的轉(zhuǎn)位因子，以解折疊的線性分子進(jìn)入線粒體。位因子，以解折疊的線性分子進(jìn)入線粒體。膜泡運(yùn)輸：蛋白質(zhì)被選擇性地包裝成運(yùn)輸小泡，定向轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)輸：蛋白質(zhì)被選擇性地包裝成運(yùn)輸小泡，定向轉(zhuǎn)運(yùn)到靶細(xì)胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸、高爾基體分到靶細(xì)胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細(xì)胞攝入某些營養(yǎng)物質(zhì)或激素，都屬于這種泌形成溶酶體、細(xì)胞攝入某些營養(yǎng)物質(zhì)或激素，都屬于這種運(yùn)輸方式。運(yùn)輸方式。蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中的運(yùn)輸（蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中的運(yùn)輸（細(xì)胞骨架體系細(xì)胞骨架體系）。）。三、膜泡運(yùn)輸三、膜泡

7、運(yùn)輸 細(xì)胞內(nèi)部內(nèi)膜系統(tǒng)各個(gè)部分之間的物質(zhì)傳遞細(xì)胞內(nèi)部內(nèi)膜系統(tǒng)各個(gè)部分之間的物質(zhì)傳遞常常通過膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾常常通過膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體，高爾基體到溶酶體，細(xì)胞分泌物的外排，基體，高爾基體到溶酶體，細(xì)胞分泌物的外排，都要通過過渡性小泡進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。都要通過過渡性小泡進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。 膜泡運(yùn)輸是一種高度有組織的定向運(yùn)輸，各膜泡運(yùn)輸是一種高度有組織的定向運(yùn)輸，各類運(yùn)輸泡之所能夠被準(zhǔn)確地運(yùn)到靶細(xì)胞器，主要類運(yùn)輸泡之所能夠被準(zhǔn)確地運(yùn)到靶細(xì)胞器，主要是因?yàn)榧?xì)胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標(biāo)志蛋白。是因?yàn)榧?xì)胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標(biāo)志蛋白。許多膜標(biāo)志蛋白存在于不止一種細(xì)胞器，不同的許多膜

8、標(biāo)志蛋白存在于不止一種細(xì)胞器，不同的膜標(biāo)志蛋白組合，決定膜的表面識別特征。膜標(biāo)志蛋白組合，決定膜的表面識別特征。網(wǎng)格蛋白有被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡 網(wǎng)格蛋白有被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡，介導(dǎo)高爾網(wǎng)格蛋白有被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡，介導(dǎo)高爾基體到質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡的運(yùn)輸，以及質(zhì)基體到質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡的運(yùn)輸，以及質(zhì)膜到細(xì)胞質(zhì)、胞內(nèi)體到溶酶體的運(yùn)輸。膜到細(xì)胞質(zhì)、胞內(nèi)體到溶酶體的運(yùn)輸。 網(wǎng)格蛋白分子由網(wǎng)格蛋白分子由3 3個(gè)重鏈和個(gè)重鏈和3 3個(gè)輕鏈組成，形成一個(gè)具個(gè)輕鏈組成，形成一個(gè)具有有3 3個(gè)曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部分交織在一起，個(gè)曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部

9、分交織在一起，形成一個(gè)具有形成一個(gè)具有5 5邊形網(wǎng)孔的籠子。邊形網(wǎng)孔的籠子。網(wǎng)格蛋白有被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡(電鏡照片，分子模型，模型電鏡照片，分子模型，模型)網(wǎng)格蛋白有被小泡的形態(tài)網(wǎng)格蛋白有被小泡的形態(tài) 網(wǎng)格蛋白有被小泡中還有網(wǎng)格蛋白有被小泡中還有銜接蛋白（接合素蛋白）銜接蛋白（接合素蛋白），介，介于網(wǎng)格蛋白與配體受體復(fù)合物之間，起連接作用。目前至少于網(wǎng)格蛋白與配體受體復(fù)合物之間，起連接作用。目前至少發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)4 4種不同類型的接合素蛋白，分別結(jié)合不同類型的受體，種不同類型的接合素蛋白，分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。 當(dāng)網(wǎng)格蛋白有被小泡形成時(shí)，當(dāng)網(wǎng)格蛋

10、白有被小泡形成時(shí)，可溶性蛋白動(dòng)力素可溶性蛋白動(dòng)力素聚集成聚集成一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜拉近（小于一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜拉近（小于1.5nm1.5nm），），導(dǎo)致導(dǎo)致膜融合膜融合，動(dòng)力素是一種，動(dòng)力素是一種GTPGTP酶，調(diào)節(jié)小泡以出芽形式脫離酶，調(diào)節(jié)小泡以出芽形式脫離膜的速率。動(dòng)力素可以召集其它可溶性蛋白在小泡的頸部聚膜的速率。動(dòng)力素可以召集其它可溶性蛋白在小泡的頸部聚集，通過改變膜的形狀和膜脂的組成，促使小泡頸部的膜融集，通過改變膜的形狀和膜脂的組成，促使小泡頸部的膜融合，形成有被小泡。合，形成有被小泡。 當(dāng)有被小泡從膜上釋放后，衣被很快就解體，網(wǎng)格蛋白當(dāng)有被小泡從膜上

11、釋放后，衣被很快就解體，網(wǎng)格蛋白返回被重新利用。返回被重新利用。網(wǎng)格蛋白有被小泡的形成及選擇性運(yùn)輸?shù)慕M成網(wǎng)格蛋白有被小泡的形成及選擇性運(yùn)輸?shù)慕M成LDL通過受體介導(dǎo)的胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞通過受體介導(dǎo)的胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞COPCOP衣被小泡衣被小泡 介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膜泡逆向運(yùn)輸，負(fù)責(zé)從順面高爾基體網(wǎng)狀區(qū)到介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膜泡逆向運(yùn)輸，負(fù)責(zé)從順面高爾基體網(wǎng)狀區(qū)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)，回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)，回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。起初發(fā)現(xiàn)于高爾基體碎片，在含有初發(fā)現(xiàn)于高爾基體碎片，在含有ATPATP的溶液中溫育時(shí)，能形成非的溶液中溫育時(shí)，能形成非網(wǎng)格蛋白包被的小泡。網(wǎng)格蛋白包被的小

12、泡。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體輸送運(yùn)輸小泡時(shí)，一部分自身的蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體輸送運(yùn)輸小泡時(shí)，一部分自身的蛋白質(zhì)也不可避免的被運(yùn)送到了高爾基體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過兩種機(jī)制維持也不可避免的被運(yùn)送到了高爾基體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過兩種機(jī)制維持蛋白質(zhì)的平衡蛋白質(zhì)的平衡 ：一是轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，：一是轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，例如有些駐留蛋白參與形成大的復(fù)合物，因而不能被包裝在出例如有些駐留蛋白參與形成大的復(fù)合物，因而不能被包裝在出芽形成的轉(zhuǎn)運(yùn)泡中，結(jié)果被保留下來；二是通過對逃逸蛋白的芽形成的轉(zhuǎn)運(yùn)泡中，結(jié)果被保留下來；二是通過對逃逸蛋白的回收機(jī)制，使之返回它們正常駐留的部位?；厥諜C(jī)制，使之返回它們

13、正常駐留的部位。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常駐留蛋白，不管在腔中還是在膜上，它們內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常駐留蛋白，不管在腔中還是在膜上，它們在在C端含有一段回收信號序列，如果它們被意外地逃逸進(jìn)入轉(zhuǎn)端含有一段回收信號序列，如果它們被意外地逃逸進(jìn)入轉(zhuǎn)運(yùn)泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)至高爾基體運(yùn)泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)至高爾基體cis面，則面，則cis面的膜結(jié)合受體蛋白面的膜結(jié)合受體蛋白將識別并結(jié)合逃逸蛋白的回收信號，形成將識別并結(jié)合逃逸蛋白的回收信號，形成COPI衣被小泡將它衣被小泡將它們返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白，如蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和們返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白，如蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和協(xié)助折疊的分子伴侶，均具有典型的回收信號協(xié)助折疊的分子伴侶，均具

14、有典型的回收信號Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（如）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（如SRP受體）在受體）在C端有一端有一個(gè)不同的回收信號，通常是個(gè)不同的回收信號，通常是Lys-Lys-X-X（KKXX，X：任意：任意氨基酸），同樣可保證它們的回收。氨基酸），同樣可保證它們的回收。 COP I衣被小泡還可以介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白衣被小泡還可以介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。質(zhì)運(yùn)輸。COP運(yùn)輸小泡的出芽過程運(yùn)輸小泡的出芽過程 一種胞質(zhì)溶膠中的小分子一種胞質(zhì)溶膠中的小分子GTPGTP結(jié)合蛋白，即結(jié)合蛋白，即ARFARF，釋放，釋放所結(jié)合的所結(jié)合的GDPGDP，然后同，然后同

15、GTPGTP結(jié)合，形成結(jié)合，形成ARF-GTPARF-GTP復(fù)合物，并復(fù)合物，并整合在高爾基體膜中。整合在高爾基體膜中。GDPGDP與與GTPGTP的交換是由高爾基體膜的交換是由高爾基體膜中的一種酶催化的。中的一種酶催化的。 COP COP同同ARFARF以及高爾基體膜蛋白的細(xì)胞質(zhì)部分結(jié)合。以及高爾基體膜蛋白的細(xì)胞質(zhì)部分結(jié)合。在脂酰在脂酰CoACoA的幫助下形成的幫助下形成COPCOP被膜小泡。被膜小泡。COPCOP小泡形小泡形成后立即從供體膜釋放出來，成后立即從供體膜釋放出來，COPCOP包被去聚合，并與膜包被去聚合，并與膜脫離，這一過程是由與脫離，這一過程是由與ARFARF結(jié)合的結(jié)合的GT

16、PGTP水解所觸發(fā)。水解所觸發(fā)。 在高爾基體膜中一種酶的催化下，在高爾基體膜中一種酶的催化下，ARFARF蛋白將所結(jié)合蛋白將所結(jié)合的的GDPGDP與與GTPGTP進(jìn)行交換，出芽隨即開始。進(jìn)行交換，出芽隨即開始。 ARF-GTPARF-GTP與高爾基體膜中與高爾基體膜中ARFARF受體結(jié)合后，外被體與受體結(jié)合后，外被體與高爾基體的胞質(zhì)溶膠面結(jié)合并聚合成纖維狀外被體，誘高爾基體的胞質(zhì)溶膠面結(jié)合并聚合成纖維狀外被體，誘導(dǎo)出芽形成小泡。導(dǎo)出芽形成小泡。 在出芽形成小泡過程中，不僅將被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)包進(jìn)在出芽形成小泡過程中，不僅將被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)包進(jìn)小泡，也包括其他一些膜蛋白，其中包括小泡，也包括其他一些膜蛋白

17、，其中包括V-SNAREV-SNARE，它的，它的作用是導(dǎo)航，指引小泡到達(dá)正確的目的地。脂酰作用是導(dǎo)航，指引小泡到達(dá)正確的目的地。脂酰CoACoA幫助幫助小泡與供體膜脫離，隨著小泡與供體膜脫離，隨著GTPGTP的水解小泡的外被解聚。的水解小泡的外被解聚。COPCOP衣被小泡衣被小泡 介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)順向運(yùn)輸，即負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)順向運(yùn)輸，即負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。最早發(fā)現(xiàn)于酵母質(zhì)運(yùn)輸。最早發(fā)現(xiàn)于酵母ERER在在ATPATP存在的細(xì)胞質(zhì)液中溫育時(shí)，存在的細(xì)胞質(zhì)液中溫育時(shí)，ERER膜上能形成類似于膜上能形成類似于COP ICOP I的衣被小泡，某些溫度敏感型的酵的衣被小泡，某

18、些溫度敏感型的酵母，由于母，由于COP IICOP II衣被蛋白發(fā)生變異，在特定溫度下會(huì)在內(nèi)質(zhì)衣被蛋白發(fā)生變異，在特定溫度下會(huì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累蛋白質(zhì)。網(wǎng)中積累蛋白質(zhì)。 COP II COP II衣被小泡形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衣被小泡形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口，這些部位沒有核糖體，由交織在一起的管道和囊泡組出口，這些部位沒有核糖體，由交織在一起的管道和囊泡組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)中，大多數(shù)跨膜蛋白是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)中，大多數(shù)跨膜蛋白是直接結(jié)合在直接結(jié)合在COP IICOP II衣被上，但是少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性衣被上，但是少數(shù)跨

19、膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與蛋白通過受體與COP IICOP II衣被結(jié)合，這些受體在完成轉(zhuǎn)運(yùn)后，衣被結(jié)合，這些受體在完成轉(zhuǎn)運(yùn)后，通過通過COP ICOP I衣被小泡返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。衣被小泡返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 COP IICOP II衣被所識別的分選信號位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)衣被所識別的分選信號位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)構(gòu)域，形式多樣。構(gòu)域，形式多樣。 COP COP小泡的裝配需要一種稱為小泡的裝配需要一種稱為Sar1Sar1的的G G蛋白的參與。蛋白的參與。當(dāng)當(dāng)Sar1Sar1中中GDPGDP與與GTPGTP進(jìn)行了交換，誘導(dǎo)進(jìn)行了交換，誘導(dǎo)Sec23Sec23和和Sec24Sec24蛋白的蛋白的結(jié)合，

20、接著是結(jié)合，接著是Sec13Sec13和和Sec31Sec31蛋白的結(jié)合，最后由一種結(jié)合蛋白的結(jié)合，最后由一種結(jié)合在在ERER表面的大蛋白質(zhì)，表面的大蛋白質(zhì)，Sec16Sec16與與Sec23/Sec24Sec23/Sec24復(fù)合物、復(fù)合物、Sec13/Sec31Sec13/Sec31復(fù)合物相互作用，裝配成一個(gè)完整的小泡。復(fù)合物相互作用，裝配成一個(gè)完整的小泡。 在在COPCOP的小泡膜上有一個(gè)相對分子質(zhì)量為的小泡膜上有一個(gè)相對分子質(zhì)量為24kDa24kDa的蛋的蛋白質(zhì)幫助選擇被運(yùn)輸?shù)目扇苄缘陌踪|(zhì)幫助選擇被運(yùn)輸?shù)目扇苄缘腅RER蛋白。蛋白。COPCOP小泡裝配小泡裝配時(shí)的識別信號是雙酸性分選信號

21、，如時(shí)的識別信號是雙酸性分選信號，如Asp-X-GluAsp-X-Glu。這種信。這種信號序列與號序列與COPCOP的一個(gè)或多個(gè)亞基結(jié)合。的一個(gè)或多個(gè)亞基結(jié)合。 從從ERER形成的形成的COPCOP小泡常常相互融合成大的運(yùn)輸小泡，小泡常常相互融合成大的運(yùn)輸小泡，這種大的小泡需要以微管作為運(yùn)輸軌道向高爾基體運(yùn)輸。這種大的小泡需要以微管作為運(yùn)輸軌道向高爾基體運(yùn)輸。 說明：天冬氨酸和谷氨酸是酸性說明：天冬氨酸和谷氨酸是酸性AAAA。膜泡錨定與融合膜泡錨定與融合的特異性是通過的特異性是通過轉(zhuǎn)運(yùn)泡膜上的蛋轉(zhuǎn)運(yùn)泡膜上的蛋白和靶膜上的蛋白和靶膜上的蛋白相互作用獲得白相互作用獲得的。的。膜泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制膜泡

22、運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制 有被小泡沿著細(xì)胞內(nèi)的微管被運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞器，有被小泡沿著細(xì)胞內(nèi)的微管被運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞器，馬達(dá)蛋白水解馬達(dá)蛋白水解ATPATP提供運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力。各類運(yùn)輸小泡之提供運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力。各類運(yùn)輸小泡之所以能夠被準(zhǔn)確地和靶膜融合，是因?yàn)檫\(yùn)輸小泡表面所以能夠被準(zhǔn)確地和靶膜融合，是因?yàn)檫\(yùn)輸小泡表面的標(biāo)志蛋白能被靶膜上的受體識別，其中涉及識別過的標(biāo)志蛋白能被靶膜上的受體識別，其中涉及識別過程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是SNAREs（soluble NSF attachment protein receptor）和和Rabs（targeting GTPase）。）。其中其中SNARESNA

23、RE介導(dǎo)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融介導(dǎo)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合，合，RabRab的作用是使運(yùn)輸小泡靠近靶膜。的作用是使運(yùn)輸小泡靠近靶膜。SNAREsSNAREs SNAREs SNAREs的作用是保證識別的特異性和介導(dǎo)運(yùn)輸小泡與目的作用是保證識別的特異性和介導(dǎo)運(yùn)輸小泡與目標(biāo)膜的融合。動(dòng)物細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)標(biāo)膜的融合。動(dòng)物細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)2020多種多種SNAREsSNAREs，分別分布于，分別分布于特定的膜上，位于運(yùn)輸小泡上的叫作特定的膜上，位于運(yùn)輸小泡上的叫作v-SNAREsv-SNAREs，位于靶膜上，位于靶膜上的叫作的叫作t-SNAREst-SNAREs。v-SNAREsv-SNAREs和和 t-SN

24、AREst-SNAREs都具有一個(gè)螺旋結(jié)都具有一個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)域，能相互纏繞形成跨構(gòu)域，能相互纏繞形成跨SNAREsSNAREs復(fù)合體，并通過這個(gè)結(jié)構(gòu)將復(fù)合體，并通過這個(gè)結(jié)構(gòu)將運(yùn)輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小泡特異性停泊和運(yùn)輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合。融合。 在在SNAREsSNAREs接到新一輪的運(yùn)輸小泡停泊之前，接到新一輪的運(yùn)輸小泡停泊之前，SNAREsSNAREs必須必須以分離的狀態(tài)存在，以分離的狀態(tài)存在，NSFNSF催化催化SNAREsSNAREs的分離，它是一種類似的分離，它是一種類似分子伴娘的分子伴娘的ATPATP酶，能夠利用酶，能夠利用ATPATP作

25、為能量通過插入幾個(gè)適配作為能量通過插入幾個(gè)適配蛋白將蛋白將SNAREsSNAREs復(fù)合體的螺旋纏繞分開。復(fù)合體的螺旋纏繞分開。James RothmanJames Rothman和他同事對動(dòng)物細(xì)胞融合研究和他同事對動(dòng)物細(xì)胞融合研究發(fā)現(xiàn)，提出有關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)小泡尋靶的發(fā)現(xiàn)，提出有關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)小泡尋靶的SNARESNARE假說假說： 每種轉(zhuǎn)運(yùn)小泡都有特異的每種轉(zhuǎn)運(yùn)小泡都有特異的v-SNAREv-SNARE，能識，能識別并與靶膜上別并與靶膜上t-SNAREt-SNARE相互作用。通過相互作用。通過v-v-SNARESNARE與與t-SNAREt-SNARE兩類蛋白間的互補(bǔ)性和相互兩類蛋白間的互補(bǔ)性和相互作用，決定

26、供體膜泡在靶膜上的錨定與融合。作用，決定供體膜泡在靶膜上的錨定與融合。 也許會(huì)在其它膜位點(diǎn)進(jìn)行暫時(shí)性接觸，但也許會(huì)在其它膜位點(diǎn)進(jìn)行暫時(shí)性接觸，但不穩(wěn)定。以確保轉(zhuǎn)運(yùn)小泡正確到達(dá)目的地。不穩(wěn)定。以確保轉(zhuǎn)運(yùn)小泡正確到達(dá)目的地。T 和和 V SNARSNAR復(fù)合體的解離復(fù)合體的解離 在神經(jīng)細(xì)胞中在神經(jīng)細(xì)胞中SNAREsSNAREs負(fù)責(zé)突觸小泡的停泊和負(fù)責(zé)突觸小泡的停泊和融合，破傷風(fēng)毒素和肉毒素等細(xì)菌分泌的神經(jīng)性融合，破傷風(fēng)毒素和肉毒素等細(xì)菌分泌的神經(jīng)性毒素實(shí)際上是一類特殊的蛋白酶，能夠選擇性地毒素實(shí)際上是一類特殊的蛋白酶，能夠選擇性地降解降解SNAREsSNAREs，從而阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)、精卵的融合、，從

27、而阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)、精卵的融合、成肌細(xì)胞的融合均涉及成肌細(xì)胞的融合均涉及SNAREsSNAREs，另外病毒融合蛋，另外病毒融合蛋白的工作原理與白的工作原理與SNAREsSNAREs相似，介導(dǎo)病毒與宿主質(zhì)相似，介導(dǎo)病毒與宿主質(zhì)膜的融合。膜的融合。RabsRabs Rab Rab也叫也叫targeting GTPasetargeting GTPase，屬于單體，屬于單體GTPGTP酶，結(jié)構(gòu)類似酶，結(jié)構(gòu)類似于于RasRas，已知，已知3030余種。不同膜上具有不同的余種。不同膜上具有不同的RabRab，每一種細(xì)胞，每一種細(xì)胞器至少含有一種以上的器至少含有一種以上的RabRab。RabsRabs的作用是促

28、進(jìn)和調(diào)節(jié)運(yùn)輸小的作用是促進(jìn)和調(diào)節(jié)運(yùn)輸小泡的停泊和融合。與衣被召集泡的停泊和融合。與衣被召集GTPGTP酶相似的是，起分子開關(guān)作酶相似的是，起分子開關(guān)作用，結(jié)合用，結(jié)合GDPGDP失活，位于細(xì)胞質(zhì)中，結(jié)合失活，位于細(xì)胞質(zhì)中，結(jié)合GTPGTP激活，位于細(xì)胞激活，位于細(xì)胞膜、內(nèi)膜和運(yùn)輸小泡膜上，調(diào)節(jié)膜、內(nèi)膜和運(yùn)輸小泡膜上，調(diào)節(jié)SNAREsSNAREs復(fù)合體的形成。復(fù)合體的形成。RabsRabs的調(diào)節(jié)蛋白與其它的調(diào)節(jié)蛋白與其它G G蛋白的相似。蛋白的相似。RabsRabs還有許多效應(yīng)因子（還有許多效應(yīng)因子（effectoreffector），其作用是幫助運(yùn)輸小泡聚集和靠近靶膜，觸發(fā)），其作用是幫助運(yùn)輸小泡聚集和靠近靶膜，觸發(fā)SNAR